[发明专利]用于运动矢量修正和运动补偿的存储器访问窗口和填充

说明书

本发明提供用于使用模板匹配或双向匹配确定运动矢量以及根据运动矢量生成预测值的方法和装置。所述模板匹配或双向匹配和/或预测值生成使用插值滤波。插值滤波操作访问窗口中的整数像素点位置，并且还使用所述窗口外的整数像素点位置的填充像素点值，所述填充像素点值是基于所述窗口中的至少一个像素点，以及使用所访问的整数像素点位置值以及填充像素点值来执行所述模板匹配或双向匹配和/或预测值生成。

本发明实施例涉及运动矢量确定和修正以及运动补偿的预测值确定，运动补偿可以在视频编码和解码时使用。

背景技术

目前的混合视频编解码器采用预测编码。视频序列的图像被细分为像素块，然后对这些块进行编码。整个块使用与块在空间或时间上靠近的已经编码的像素来进行预测，而不是逐个像素来编码整个块。编码器进一步只处理块与其预测值之间的差。所述进一步处理通常包括将块像素变换为变换域中的系数。然后，可以通过量化进一步压缩系数，并通过熵编码进一步压缩系数以形成码流。码流还包括使解码器能够解码已编码视频的任何信令信息。例如，信令可以包括有关编码器设置的设置，例如输入图像的尺寸、帧速率、量化步长指示、应用于图像块的预测。

时间预测利用了视频图像之间的时间相关性，视频图像也称为视频帧。时间预测也称为帧间预测，因为该预测依赖(帧间)不同视频帧。相应地，从一个或多个之前的编码图像预测正在编码的块，之前的编码图像称为参考图像，正在编码的块称为当前块。参考图像不一定是在视频序列的显示顺序中位于当前块所在的当前图像之前的图像。编码器可以按照不同于显示顺序的编码顺序对图像进行编码。作为当前块的预测值，可以确定参考图像中的共址块。共址块在参考图像中的位置与当前块在当前图像中的位置相同。这种预测对于静止图像区域是准确的，静止图像区域即没有从一个图像移动到另一个图像的图像区域。

为了获取一个考虑到移动的预测值，即运动补偿预测值，在确定当前块的预测值时通常使用运动估计。相应地，当前块通过参考图像中的块进行预测，该块位于与共址块的位置相距由运动矢量给出的距离的位置上。为了使解码器能够确定当前块的相同预测值，可以在码流中指示运动矢量。为了进一步减少由于指示每个块的运动矢量带来的信令开销，可以估计运动矢量本身。可以根据空域和/或时域中的邻块的运动矢量执行运动矢量估计。

可以使用一个参考图像或通过加权从两个或两个以上参考图像获取的预测值来计算当前块的预测值。参考图像可以是相邻图像，即在显示顺序中紧接在当前图像之前和/或紧接在当前图像之后的图像，因为相邻图像与当前图像相似的可能性最大。然而，一般来说，参考图像也可以是在显示顺序中位于当前图像之前或之后、在码流(解码顺序)中位于当前图像之前的任何其它图像。例如，可能有利于视频内容出现遮挡和/或非线性移动的情况。因此，也可以在码流中指示参考图像识别。

帧间预测的一种特殊模式是双向预测，使用两个参考图像来生成当前块的预测值。具体地，将相应两个参考图像中确定的两个预测值组合成当前块的预测信号。双向预测对当前块的预测比单向预测仅使用单个参考图像进行的预测更准确。更准确的预测使得当前块的像素与预测块的像素之间的差(也称为“残差”)更小，可以更高效地对这些差进行编码，即压缩到更短的码流中。一般来说，可以使用两个以上参考图像来找到相应的两个以上参考块来预测当前块，即可以进行多参考帧间预测。因此，术语“多参考预测”包括双向预测以及使用两个以上参考图像的预测。

为了提供更准确的运动估计，可以通过在像素之间插值像素点来增强参考图像的分辨率。分数像素插值可以通过对最接近的像素进行加权平均来执行。例如，对于半像素分辨率，通常使用双线性插值。通过最接近像素与正在预测的像素之间的距离的倒数对最接近像素进行加权，然后对加权值取平均值，计算得到其它分数像素。